三相并网逆变器的仿真研究文献综述
2020-04-14 22:17:11
1. 目的及意义
1.1 研究背景
随着电力电子技术的迅猛发展,逆变技术广泛应用于航空、航天、航海等国防领域和电力系统,交通运输、邮电通信、工业控制等民用领域。特别是随着石油、煤和天然气等主要能源日益紧张,新能源的开发和利用越来越受到人们的重视。利用新能源的关键技术-__逆变技术,能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化的直流电能变换成交流电能与电网并网发电。因此,逆变技术在新能源的开发和利用领域有着至关重要的地位。
国民经济的高速发展和国内外能源供应日益紧张,电能的开发和利用显得更为重要。目前,国内外都在大力开发新能源,如太阳能发电,风力发电,潮汐发电。一般情况下这些新型发电装置输出不稳定的直流电,不能直接供给需要交流电的用户使用。为此,需要将直流电变换成交流电,需要时可并入市电电网。这种DC-AC变换需要逆变技术来完成。
用电设备对市电电网造成严重的污染,反过来,被污染的市电电网也会使用电设备工作不正常,用电设备之间通过市电电网相互干扰。为解决此问题,必须提高市电电网的供电质量,以逆变技术为基础的电力有源滤波器和电能质量综合补偿器可以净化市电电网,使其为用电设备提供高质量电能。
逆变器是一种重要的DC/AC变换装置,而衡量其性能的一个重要指标就是输出电压波形质量,通过本项目的研究与实践,研究逆变器波形产生的方法、调制规律、以及其波形的评价指标,寻求高质量的脉宽波形的获得方法,对所学知识进行纵深挖掘,加深相关知识的理解。
1.2 国内外研究现状
随着各行各业自动化水平及控制技术的发展和其对操作性能要求的提高,许多行业的用电设备(如通信电源、电弧焊电源、电动机变频调速器等)都不是直接使用交流电网作为电源,而是通过形式对其进行变换而得到各自所需的电能形式,它们所使用的电能大都是通过整流和逆变组合电路对原始电能进行变换后得到的。逆变电源输出波形质量包括稳态精度高、动态性能好以及负载适应性强。这种结构简单动静态性能优良和负载适应性强的逆变电源,一直是研究者在逆变电源方面追求的目标。
当今世界逆变电源应用非常广泛,需求量逐年递增。逆变电源技术的核心部分是逆变器和其控制部分。逆变器是将直流变为定频定压或调频调压交流电的变换器,传统方法是利用晶闸管组成的方波逆变电路实现,但由于其含有较大成分低次谐波等缺点,近十余年来,由于电力电子技术的迅速发展,全控型快速半导体器件BJT, IGBT, GTO等的发展和PWM的控制技术的日趋完善,使SPWM逆变器得以迅速发展并广泛使用。PWM控制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲列,并通过控制电压脉冲宽度和周期以达到变压目的或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频目的的一种控制技术,SPWM控制技术又有许多种,并且还在不断发展中。
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2. 研究的基本内容与方案
{title}2. 研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施
2.1设计的目标
主要能容包括介绍课题背景、意义以及国内外发展情况,光伏并网逆变器组成结构及其分类,光伏并网控制技术研究现状;三相光伏并网逆变器理论基础,并网控制技术,d p 坐标变换,三相光伏并网逆变器主电路拓扑结构以及矢量数学描述,空间矢量脉宽调制的基本原理以及实现;三相光伏并网逆变器控制策略中基于电网电压定向的矢量控制理论,并用Mat lab 建立三相光伏并网逆变器系统总体电路设计和软件设计。最后进行实验结果分析并验证其正确性。
2.2设计拟采用的技术方案及措施
1 三相光伏并网逆变器的建模
三相非隔离光伏并网逆变器的主电路拓扑是由逆变桥、滤波电路、等效的串联电阻等组成,如图1所示。在建立等效的数学模型之前,首先要对主电路各个组成部分进行数学模型等效,然后在同步旋转d-q 坐标系下建立并网逆变器的等效数学模型,通过坐标的变换将静止坐标系中的交流量变成同步旋转坐标系下的直流量,有利于闭环调